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우리대학 생체인공근육연구단이 DNA와 나노구조체를 이용한 인공근육 생성에 성공했다. 연구 결과는 재료 분야와 화학 분야의 세계적 전문지인 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)'와 '안게반테 케미 인터내셔널 에디션(Angewandte Chemie International Edition)'에 게재됐다. 또 포항가속기연구소장 이문호 교수와 공동 진행된 연구 결과가 지난 14일 발표됐다. 이번 연구 결과는 세계적인 물리화학 전문지 '저널 오브 피지컬 케미스트리 비(Journal of Physical Chemistry B)'의 15일자 표지 논문으로 선정됐다. 생체인공근육연구단장 김선정(공과대·생체공학) 교수는 “DNA 인공근육 개발 기술을 통해 인공근육뿐 아니라 인공장기, 바이오센서, 생체모방 로봇 등 생명공학 분야 디바이스의 상용화 시기를 앞당길 수 있을 것”이라며 연구 결과의 전망을 밝혔다.

연구단은 나노 소재를 조립한 형태의 마이크로 크기의 DNA/탄소나노튜브 하이드로겔 인공근육을 개발했다. 또 수소이온농도지수(pH) 변화에 따라 수축과 이완이 가능한 DNA와 풀러린(Fullerene, C60) 나노구조체가 결합된 나노인공근육을 개발했다. DNA/풀러린 나노 인공근육은 나노 크기는 물론 마이크로 이상의 인공근육 구조체를 제조하기 위한 이론적, 실험적 기초를 제시하고 있다.

DNA와 탄소나노튜브를 이용해 제조한 하이드로겔 인공근육은 우수한 효소 저항성, 기계적·전기적 특성, 유연성을 모두 갖고 있다. 이러한 특성을 지닌 인공근육은 산업 전반에 걸쳐 다양하게 응용될 전망이다. 수용액 상에서 구동 가능한 마이크로액추에이터, 수술용 봉합사, 인체 내에 삽입 가능한 전극 등으로도 활용할 수 있다. DNA 나노인공근육은 DNA 양단에 다양한 물질을 화학적·물리적으로 결합하는 것이 가능하여 나노액추에이터 및 인공조직으로도 활용할 수 있다. DNA를 기반으로 한 나노 및 마이크로 크기의 인공근육에 대한 수축과 이완 메커니즘 규명은 향후 인공근육 관련 분야의 이론적, 기술적 발전에 큰 공헌을 할 것으로 기대되고 있다.

김 교수는 “DNA 나노인공근육 소재는 나노 소재를 기반으로 마이크로 이상의 크기를 갖는 새로운 구조의 인공근육 개발을 위한 원천 소재로 활용될 계획”이라고 말했다. 이어 김 교수는 “현재 연구 성과는 국제특허 출원 중이며, 생체인공근육으로의 실용화를 위해 더욱 우수한 성능을 갖는 DNA/나노구조체 하이드로겔을 개발하고 있다”고 밝혔다.